JP6152099B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。
地球環境問題、エネルギー問題等が深刻さを増す中、クリーンかつ枯渇のおそれが無いエネルギー生成手段として太陽電池が注目されている。太陽電池を建物の屋根部分等の屋外で使用する場合、太陽電池モジュールの形で使用することが一般的である。
太陽電池モジュールは、一般に、以下の手順によって製造される。先ず、多結晶シリコン、単結晶形シリコン等により形成される結晶型太陽電池セル、或いはアモルファスシリコンや結晶シリコン等をガラス等の基板の上に数μｍの非常に薄い膜を形成して得られる薄膜型太陽電池セルなどを製造する。次に、結晶型太陽電池モジュールを得るには、太陽電池モジュール用保護シート（表面保護シート）／受光側太陽電池封止用シート／結晶型太陽電池セル／背面側太陽電池封止用シート／太陽電池モジュール用保護シート（裏面保護シート）の順に積層する。一方、薄膜系太陽電池モジュールを得るには、薄膜型太陽電池セル／太陽電池封止用シート／太陽電池モジュール用保護シート（裏面保護シート）の順に積層する。
その後、これらを真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等を利用することにより、太陽電池モジュールが製造される。このようにして製造される太陽電池モジュールは、耐候性を有し、建物の屋根部分等の屋外での使用にも適したものとなっている。
太陽電池モジュールは、長期間日光と風雨に曝露されるため、優れた耐久性が要求される。封止用シートの耐久性を向上するため、用いられる樹脂材料に紫外線吸収剤、酸化防止剤、ヒンダードアミン光安定材などの添加剤が一般に配合されている（例えば、特許文献１、２参照）。
ところで、太陽電池セルの光利用効率を向上するため、波長が４００ｎｍないし３６０ｎｍ以下の紫外光に対する外部量子効率を高めた太陽電池セルが開発されている（例えば、非特許文献１参照）。紫外光に対する外部量子効率を高めた太陽電池セルを用いる場合、特に受光側に紫外線吸収剤を含む封止用シートを配置すると、波長が３６０ｎｍ以下の紫外光が封止用シートで吸収されてしまう。そのため、紫外光エネルギーを利用できないことになる。
一方で、紫外線吸収剤がないと、太陽光に含まれる紫外線が裏面保護シートにまで到達するため、裏面保護シートが劣化や変色を起こす。特許文献３には、受光側封止用シートの紫外線吸収剤量を低減し、背面側封止用シートが受光面側よりも高濃度で紫外線吸収剤を含む、という構成により紫外光を有効利用し、かつ裏面保護シートの変色を抑制する技術が提案されている。
特開平８−１３９３４７号公報 特開平１０−９３１２４号公報 特開２００６−６６６８２号公報
Prog. Photovolt: Res. Appl. 2010;VOl.18:Page346-352
本発明者らの検討によれば、特許文献１に記載された技術では、裏面保護シートの劣化および変色防止効果が依然不十分であった。更に本発明者らの検討によれば、背面側封止用シートが、受光面側よりも高濃度で紫外線吸収剤を含ませる構成とした場合、特に長時間高温にさらされることにより、背面側太陽電池封止用シートに含まれる紫外線吸収剤が濃度差によって受光側封止シートに経時的に拡散移動することがわかった。その結果、太陽電池セルに到達する紫外光が低下することが分かった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の課題とするところは、裏面保護シートの長期耐久性に優れ、かつ太陽電池セルに到達する紫外光の透過率を長時間保持する太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、背面側封止用シートに反応型の紫外線吸収剤を用いることにより、受光側封止シートへの拡散移動が防止され、長時間にわたって太陽電池セルに到達する紫外光の透過率を保持できる事を見出した。
本発明は以下の構成を有する：
［１］表面保護シート／受光側封止用シート／太陽電池素子／背面側封止用シート／裏面保護シートを、この順に積層してなる太陽電池モジュールであって、前記受光側封止用シートの波長３００ｎｍの光の透過率が５０％以上であり、前記背面側封止用シートは、反応型紫外線吸収剤と樹脂成分との反応物を含む、太陽電池モジュール。
［２］前記反応型紫外線吸収剤は、不飽和結合を有する反応性官能基を含む、［１］に記載の太陽電池モジュール。
［３］前記反応型紫外線吸収剤は、アクリロイル基およびメタクリロイル基ならびにアリル基から選ばれる基を含む、［２］記載の太陽電池モジュール。
［４］前記反応型紫外線吸収剤は、２-[２-ヒドロキシ-５-[２-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-２Ｈ-ベンゾトリアゾール、２-（４-アリルオキシ-２-ヒドロキシフェニル）-２Ｈ-ベンゾトリアゾール、２-(４-アクリロイルオキシ-２-ヒドロキシフェニル)-２Ｈ-ベンゾトリアゾール、およびプロペン酸２-(４-ベンゾイル-３-ヒドロキシフェノキシ)エチルから選ばれる少なくとも一種である、［２］記載の太陽電池モジュール。
［５］前記背面側封止用シートは、エチレン・極性モノマー共重合体もしくはエチレン・α−オレフィン共重合体と、前記エチレン・極性モノマー共重合体もしくは前記エチレン・α−オレフィン共重合体１００重量部に対して、０．０１〜０．５重量部の前記反応型紫外線吸収剤との反応物を含む、［１］から［４］のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
本発明の太陽電池モジュールに含まれる封止用シートは、透明性、柔軟性、接着性、耐熱性、耐候性、架橋特性及び押出成形性に優れる。特に、本発明の太陽電池モジュールの光側封止シートは、長期にわたって透明性を維持できるので、出力が低下しにくい。
評価に用いた模擬モジュールの構成を示す図である。
１．太陽電池モジュールについて
本発明の太陽電池モジュールは、表面保護シート／受光側封止用シート／太陽電池素子／背面側封止用シート／裏面保護シートを、この順に積層してなる。
太陽電池素子としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系、ガリウムー砒素、銅−インジウムーセレン、カドミウムーテルルなどのIII−Ｖ族やII−VI族化合物半導体系等の各種太陽電池素子などでありうる。
太陽電池モジュールを構成する表面保護シートの材料は、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、フッ素含有樹脂などを例示することができ、通常ガラスが用いられる。
裏面保護シートとしては、金属やガラス等の無機材料、各種熱可塑性樹脂などの単体もしくは多層のシートが挙げられる。熱可塑性樹脂からなるシート／フィルムが好ましく、ポリエステル、とりわけポリエチレンテレフタレートからなるシート／フィルムが好ましい。
１−１．背面側封止用シートについて
太陽電池モジュールにおける背面側封止用シートは、原料樹脂と、反応型紫外線吸収剤との反応物を含む。つまり、原料樹脂と、反応型紫外線吸収剤と、必要に応じ他の添加剤を含む組成物の反応物である。背面側封止用シートは、原料樹脂と、反応型紫外線吸収剤と、必要に応じ他の添加剤を含む混合物を、押出成形ないしカレンダ成形法することで、シート加工して得ることができる。
＜原料樹脂＞
背面側封止用シートの原料樹脂としては、エチレン・極性モノマー共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、があげられる。エチレン・極性モノマー共重合体としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、があげられる。中でもエチレン・酢酸ビニル共重合体が好ましい。
エチレン・酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量は１０〜４７質量％、好ましくは１３〜３５質量％である。酢酸ビニルの含有量がこの範囲にあると、太陽電池封止用樹脂シートとした際に、接着性、耐候性、透明性、のバランスに優れる。エチレン・酢酸ビニル共重合体の１９０℃、２１６０ｇ荷重でのメルトフローレート（ＭＦＲ：ＡＳＴＭＤ １２３８）は、５〜４５ｇ／１０分、より好ましくは５〜４０ｇ／１０分、更に好ましくは１０〜３０ｇ／１０分である。ＭＦＲがこの範囲にあると、溶融混練および押出成形性に適する。
エチレン・α−オレフィン共重合体としては、エチレンと、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、４−メチルーペンテン−１、オクテン−１、から選ばれるα−オレフィンとの共重合体があげられる。エチレン含量は７５〜９５ｍｏｌ％、好ましくは８０〜９０ｍｏｌ％の範囲にある。エチレン含量がこの範囲にあると、太陽電池セルを保護するための柔軟性と接着性、耐候性、透明性、に優れる。
エチレン・α−オレフィン共重合体の密度は、通常０．９２０〜０．８８０ｇ／ｃｍ３であり、好ましくは０．８６５〜０．８８４ｇ／ｃｍ３であり、更に好ましくは０．８６６〜０．８８３ｇ／ｃｍ３、があげられる。密度はエチレン・α−オレフィンの組成比で調製することができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体のＭＦＲ（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は、１ｇ／１０分から５０ｇ／１０分が好ましい。シートを得る製造工程が押出成形である場合、１０〜５０ｇ／１０分好ましくは１０〜３０ｇ／１０分であり、カレンダー成形である場合、１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満、さらには２超過１０未満ｇ／１０分であることが好ましい。
＜反応型紫外線吸収剤＞
反応型紫外線吸収剤は、その分子に、ベンゾトリアゾール骨格、ベンゾフェノン骨格、シアノアクリレート骨格、またはサリチル酸骨格を含むことが好ましい。より好ましくは、ベンゾトリアゾール骨格およびベンゾフェノン骨格を有する。
本発明の反応型紫外線吸収剤は、その分子に、上記骨格とともに反応性官能基を有する。反応性官能基は、不飽和結合を有することが好ましい。不飽和結合とは、ポリマー主鎖に付加する炭素−炭素間二重結合を有する不飽和基があげられる。反応性官能基としては、アクリロイル基ないしメタクリロイル基、アリル基が好ましい。
反応型紫外線吸収剤の具体例には、２-[２-ヒドロキシ-５-[２-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-２Ｈ-ベンゾトリアゾール、２-（４-アリルオキシ-２-ヒドロキシフェニル）-２Ｈ-ベンゾトリアゾール、２-(４-アクリロイルオキシ-２-ヒドロキシフェニル)-２Ｈ-ベンゾトリアゾール、プロペン酸２-(４-ベンゾイル-３-ヒドロキシフェノキシ)エチルが含まれる。これらのうち１種を単独で、または２種以上を併用してもよい。
反応型紫外線吸収剤は、原料樹脂に対して０．０１〜０．５重量部用いることが好ましい。０．０１重量部以上であると、裏面保護シートの劣化や変色を防止できる点で好ましい。０．５重量部以下であると、透明性や色調の点で好ましい。
反応型紫外線吸収剤の少なくとも一部は、背面側封止用シートを形成する樹脂材料（原料樹脂を含む）と反応する。それにより、背面側封止用シートでの紫外線吸収剤での移動が抑制され、受光側封止用シートへの拡散を抑えることができる。背面側封止用シートにおいて、反応型紫外線吸収剤の少なくとも一部が、樹脂材料と化学結合を形成していればよい。反応型紫外線吸収剤は、樹脂材料の分子主鎖と反応してもよいし、エチレン・極性モノマー共重合体におけるペンダント基である極性基と反応していても構わない。
反応型紫外線吸収剤は、好ましくは炭素−炭素間２重結合を有する不飽和基、さらに好ましくはアクリロイル基ないしメタクリロイル基等の基を含み；好ましくは過酸化物の存在下で、反応型紫外線吸収剤と樹脂成分と溶融混練することで、背面側封止用シートの樹脂材料にグラフトさせる。モジュール製造時に反応型紫外線吸収剤をグラフトさせるため、過酸化物を０．０１〜１％用いることが好ましい。
１−２．受光側封止用シートについて
太陽電池モジュールにおける受光側封止用シートは、波長３００ｎｍの光の透過率が５０％以上の範囲にある。波長３００ｎｍの光の透過率は、分光光度計（SolidSpec-3700DUV（株）島津製作所製）により測定することができる。波長３００ｎｍの光を、シート表面に対して垂直に入射させることが好ましい。
受光側封止用シートは、前述の背面側封止用シートと同じ原料樹脂、すなわち前述したエチレン・極性モノマー共重合体ないしエチレン・α−オレフィン共重合体を含有することが好ましい。
受光側封止用シートは、さらに紫外線吸収剤を含有していてもよいが、その含有量は０．０２％以下であることが好ましい。具体的には、受光側封止用シートの波長３００ｎｍの光の透過率を５０％以上とするために、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、シアノアクリレート系、サリチル酸系から選ばれる紫外線吸収剤の含有量を０．０２％以下、更には０．０１％以下とすることが好ましい。波長３００ｎｍの透過率が５０％以上であると、太陽光に含まれる紫外領域の光が太陽電池セルに到達しエネルギーを有効利用できる点で好ましい。
１−３．背面側封止用シートおよび受光側封止用シートに含まれる添加材について
太陽電池モジュールにおける受光側および／または背面側封止用シートは、原料樹脂とともに、以下に示す公知の添加剤を含有する組成物の反応物であってもよい。組成物における添加材の含有量は、原料樹脂（典型的には、エチレン・極性モノマー共重合体もしくはエチレン・α−オレフィン共重合体）１００重量部に対して、０．００５〜５重量部であることが好ましい。
（有機過酸化物）
有機過酸化物は、エチレン・極性モノマー共重合体もしくはエチレン・α−オレフィン共重合体を、反応型紫外線吸収剤および／または後述するエチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性するためのラジカル開始剤として作用しうる。エチレン・α−オレフィン共重合体を、エチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性することにより、ガラス、バックシート、セル、電極との接着性が良好な太陽電池モジュールが得られる。
また、有機過酸化物は、太陽電池モジュールのラミネート成形時に、樹脂成分を架橋反応させるためのラジカル開始剤として作用しうる。エチレン・極性モノマー共重合体、もしくはエチレン・α−オレフィン共重合体を架橋することにより、耐熱性、接着性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。
有機過酸化物は、押出シート成形でのシートの生産性と太陽電池モジュールのラミネート成形時のグラフト変性ないし架橋速度のバランスから、１分間半減期温度が１００〜１７０℃にある有機過酸化物であることが好ましい。有機過酸化物の１分間半減期温度が１００℃以上であると、押出シート成形時に樹脂組成物から得られる太陽電池封止シートにゲルの発生が抑制できる。有機過酸化物の１分間半減期温度が１７０℃以下であると、太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋速度が適度であり、太陽電池モジュールの生産性に優れる。また、太陽電池封止材の耐熱性、接着性も良好に保たれる。
１分間半減期温度が１００〜１７０℃の範囲にある有機過酸化物の好ましい具体例には、ジラウロイルパーオキサイド、１,１,３,３-テトラメチルブチルパーオキシ-２-エチルヘキサノエート、ジベンゾイルパーオキサイド、ｔ-アミルパーオキシ-２-エチルヘキサノエート、ｔ-ブチルパーオキシ-２-エチルヘキサノエート、ｔ-ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ-ブチルパーオキシマレイン酸、１,１-ジ（ｔ-アミルパーオキシ）-３,３,５-トリメチルシクロヘキサン、１,１-ジ（ｔ-アミルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ-アミルパーオキシイソノナノエート、ｔ-アミルパーオキシノルマルオクトエート、１,１-ジ（ｔ-ブチルパーオキシ）-３,３,５-トリメチルシクロヘキサン、１,１-ジ（ｔ-ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ-ブチルパーオキシ-２-エチルヘキシルカーボネート、２,５-ジメチル-２,５-ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ-アミルパーオキシベンゾエート、ｔ-ブチルパーオキシアセテート、ｔ-ブチルパーオキシイソノナノエート、２,２-ジ（ｔ-ブチルパーオキシ）ブタン、ｔ-ブチルパーオキシベンゾエートなどが含まれる。好ましくは、ジラウロイルパーオキサイド、ｔ-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ-ブチルパーオキシアセテート、ｔ-ブチルパーオキシイソノナノエート、ｔ-ブチルパーオキシ-２-エチルヘキシルカーボネート、ｔ-ブチルパーオキシベンゾエートなどが挙げられる。
（架橋助剤）
架橋助剤を用いると、太陽電池モジュールのラミネート成形時に架橋反応が進行し耐熱性や長期耐久性を高めることができる。架橋助剤の例としては、トリアリルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート等のアリル基含有化合物が挙げられる。
（エチレン性不飽和シラン化合物）
シートに含まれうるエチレン性不飽和シラン化合物は、従来公知のものが使用でき、とくに制限はない。具体的には、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（β-メトキシエトキシシラン）、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが使用できる。好ましくは、シートの接着性を高めやすいγ-グリシドキシプロピルメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが挙げられる。
（光安定化剤）
シートに含まれうる光安定化剤は、ビス（２,２,６,６-テトラメチル-４-ピペリジル）セバケート、ポリ［｛６-（１,１,３,３-テトラメチルブチル）アミノ-１,３,５-トリアジン-２,４-ジイル｝｛（２,２,６,６-テトラメチル-４-ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２,２,６,６-テトラメチル-４-ピペリジル）イミノ｝］などのヒンダードアミン系、ヒンダードピペリジン系化合物などが好ましい。
（耐熱安定剤）
シートに含まれうる耐熱安定剤の例には、トリス（２,４-ジ-ｔｅｒｔ-ブチルフェニル）ホスファイト、ビス［２,４-ビス（１,１-ジメチルエチル）-６-メチルフェニル］エチルエステル亜リン酸、テトラキス（２,４-ジ-ｔｅｒｔ-ブチルフェニル）［１,１-ビフェニル］-４,４'-ジイルビスホスフォナイト、およびビス（２,４-ジ-ｔｅｒｔ-ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトなどのホスファイト系耐熱安定剤；３-ヒドロキシ-５,７-ジ-ｔｅｒｔ-ブチル-フラン-２-オンとｏ-キシレンとの反応生成物などのラクトン系耐熱安定剤；３,３',３”,５,５',５”-ヘキサ−ｔｅｒｔ-ブチル-ａ,ａ',ａ”-（メチレン-２,４,６-トリイル）トリ-ｐ-クレゾール、１,３,５-トリメチル-２,４,６-トリス（３,５-ジ-ｔｅｒｔ-ブチル-４-ヒドロキシフェニル）ベンジルベンゼン、ペンタエリスリトールテトラキス［３-（３,５-ジ-ｔｅｒｔ-ブチル-４-ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル-３-（３,５-ジ-ｔｅｒｔ-ブチル-４-ヒドロキシフェニル）プロピオネート、チオジエチレンビス［３-（３,５-ジ-ｔｅｒｔ-ブチル-４-ヒドロキシフェニル）プロピオネート］などのヒンダードフェノール系耐熱安定剤；硫黄系耐熱安定剤；アミン系耐熱安定剤などが含まれる。また、これらを一種単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることもできる。中でも、ホスファイト系耐熱安定剤、およびヒンダードフェノール系耐熱安定剤が好ましい。
２．太陽電池モジュールの製造方法について
太陽電池モジュールの製造法としては、以下のような方法があげられる。表面保護シート／受光側封止用前駆体シート／太陽電池素子／背面側封止用前駆体シート／裏面保護シートを、この順に積層した積層体を加熱して仮接着する。仮接着のための加熱は、受光側封止用前駆体シートおよび背面側封止用前駆体シートに含まれうる有機過酸化物が実質的に分解しないように、かつ樹脂生物（エチレン・極性モノマー共重合体もしくエチレン・α−オレフィン共重合体を含む）が溶融するような温度で、積層体の封止用前駆体シートの樹脂組成物を加熱すればよい。
積層体を仮接着後、次いで昇温して、各部材と受光側封止用前駆体シートおよび背面側封止用前駆体シートとの間で充分な接着を行う。さらに、背面側封止用前駆体シートの樹脂組成物において、反応型紫外線吸収剤の反応性官能基を樹脂成分と反応させ、かつ樹脂成分を架橋反応させる。接着及び架橋のための加熱温度は、反応型紫外線吸収剤が反応するとともに、満足すべき架橋速度が得られ、かつシートに膨れが発生しないような温度であればよい。例えば１００〜１８０℃程度の温度範囲とすることができる。
受光側封止用前駆体シートおよび背面側封止用前駆体シートは、原料樹脂を次のようにシート状に成形して得られる。受光側封止用前駆体シートおよび背面側封止用前駆体シートは、原料樹脂（好ましくは、エチレン・極性モノマー共重合体もしくはエチレン・α−オレフィン共重合体）に有機過酸化物、さらに必要に応じてその他の添加剤（反応型紫外線吸収剤を含む）を予めドライブレンドする。ドライブレンド物を、押出機のホッパーから供給し、有機過酸化物が分解しない温度でシート状に押出成形することによって得ることができる。
受光側封止用前駆体シートおよび背面側封止用前駆体シートは、カレンダー成形することによっても得ることができる。
成形は、Ｔ−ダイ押出機、カレンダー成形機、インフレーション成形機などを使用する公知の方法によって行なうことができる。
また、予め有機過酸化物を含まないシートを上記方法により作製し、作製したシートに有機過酸化物を含浸法により添加してもよい。
受光側封止用前駆体シートおよび背面側封止用前駆体シートのシート厚みは、通常０．０１〜２ｍｍ、好ましくは、０．０５〜１．５ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜１．２ｍｍ、である。この範囲内であると、ラミネート工程においてガラス、太陽電池素子、薄膜電極などの破損が抑制でき、かつ、十分な光線透過率を確保することができる。
［実施例１］
受光側封止用シート(Ｂ)用組成物として、エチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量：２８重量％）１００質量部に、２,５-ジメチル-２,５-ビス（ｔ-ブチルパーオキシ）ヘキサン ０．１質量部と、ｔ-ブチルパーオキシ-２-エチルヘキシルカーボネート ０．４質量部と、トリアリルイソシアヌレート １．０質量部と、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン ０．２質量部とを配合して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、Ｔダイ付押出機にて、厚さ約６００μｍの受光側封止用シート（Ｂ)用組成物のシート体（「受光側封止用前駆体シート」ともいう）を押出成形した。受光側封止用シート（Ｂ)用組成物のシート体の波長３００ｎｍの透過率は６７％であった。
背面側封止用シート(Ｄ)用組成物として、エチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量：２８重量％）１００質量部に、２,５-ジメチル-２,５-ビス（ｔ-ブチルパーオキシ）ヘキサン ０．１質量部と、ｔ-ブチルパーオキシ-２-エチルヘキシルカーボネート ０．４質量部と、トリアリルイソシアヌレート １．０質量部と、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン ０．２質量部と、反応型紫外線吸収剤２-[２-ヒドロキシ-５-[２-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-２Ｈ-ベンゾトリアゾール ０．３質量部を配合して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、受光側封止用シート(Ｂ)と同様に、Ｔダイ付押出機にて、厚さ約６００μｍの背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体（「背面側封止用前駆体シート」ともいう）を押出成形した。
得られた受光側封止用シート（Ｂ)用組成物のシート体及び背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を、図１のように、一対のガラス（Ａ１、Ａ２）及びアルミ板（Ｃ)とともに積層し、１５０℃で１５分間、真空ラミネートを実施して試験片を得た。
得られた試験片を１２０℃のオーブンに５００時間曝露した。曝露前後の試験片のＡ１側から入射した光（波長３５０ｎｍ）のアルミ板による反射率を、分光光度計（SolidSpec- 3700DUV（株）島津製作所製） を用いて測定した。測定位置はアルミ板（Ｃ）の開口部から１０ｍｍ離れた位置とした。
暴露前後、すなわち初期値と５００時間暴露後の反射率変化を求めた。反射率変化は、背面側封止用シート（Ｄ)から、受光側封止用シート（Ｂ)への紫外線吸収剤の拡散の程度を示す。つまり、反射率変化を紫外線吸収剤の拡散を評価した。評価結果を表１に示す。
また、受光側封止用シート（Ｂ)のみを、１５０℃で１５分間、真空下で加熱し、波長３００ｎｍの透過率を測定したところ、５０％以上であった。他の実施例および比較例において同様に測定した受光側封止用シート（Ｂ)の波長３００ｎｍの透過率も、５０％以上であった。
［実施例２］
紫外線吸収剤を、２-（４-アリルオキシ-２-ヒドロキシフェニル）-２Ｈ-ベンゾトリアゾールに代えた以外は、全て実施例１と同様に背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を作製した。この背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を用いて、実施例１と同様の紫外線吸収剤の拡散の評価結果を表１に示す。
［実施例３］
紫外線吸収剤を、２-(４-アクリロイルオキシ-２-ヒドロキシフェニル)-２Ｈ-ベンゾトリアゾールに代えた以外は、全て実施例１と同様に背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を作製した。この背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を用いて、実施例１と同様の紫外線吸収剤の拡散の評価結果を表１に示す。
［実施例４］
紫外線吸収剤を、プロペン酸２-(３-ベンゾイル-３-ヒドロキシフェノキシ)エチルに代えた以外は、全て実施例１と同様に背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を作製した。この背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を用いて、実施例１と同様の紫外線吸収剤の拡散の評価結果を表１に示す。
［実施例５］
受光側封止用シート(Ｂ)用組成物として、エチレン・α−オレフィン共重合体（密度：８７０ｋｇ/ｍ３、ＭＦＲ:２０ｇ/１０ｍｉｎ@１９０℃、２．１６ｋｇ加重）１００質量部に、２,５-ジメチル-２,５-ビス（ｔ-ブチルパーオキシ）ヘキサン ０．１質量部と、ｔ-ブチルパーオキシ-２-エチルヘキシルカーボネート ０．５質量部と、トリアリルイソシアヌレート １．０質量部と、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン ０．２質量部とを配合して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、Ｔダイ付押出機にて、厚さ約６００μｍの受光側封止用シート（Ｂ)用組成物のシート体を押出成形した。波長３００ｎｍの透過率は、６９％であった。
背面側封止用シート(Ｄ)用組成物として、エチレン・α−オレフィン共重合体（密度：８７０ｋｇ/ｍ３、ＭＦＲ:２０ｇ/１０ｍｉｎ@１９０℃、２．１６kg加重）１００質量部に、２,５-ジメチル-２,５-ビス（ｔ-ブチルパーオキシ）ヘキサン ０．１質量部と、ｔ-ブチルパーオキシ-２-エチルヘキシルカーボネート ０．５質量部と、トリアリルイソシアヌレート １．０質量部と、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン ０．２質量部と、反応型紫外線吸収剤２-[２-ヒドロキシ-５-[２-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-２Ｈ-ベンゾトリアゾール ０．３質量部とを配合して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、受光側封止用シート(Ｂ)用組成物のシート体と同様に、Ｔダイ付押出機にて、厚さ約６００μｍの背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を押出成形した。
得られた受光側封止用シート（Ｂ)用組成物のシート体及び背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を、図１のようにガラス（Ａ１、Ａ２）及びアルミ板（Ｃ)と積層し、１５０℃で１５分間、真空ラミネートを実施した。
得られた試験片を１２０℃のオーブンに５００時間曝露した。曝露前後の試験片のＡ１側から入射した光（波長３５０ｎｍ）のアルミ板による反射率を、分光光度計（SolidSpec- 3700DUV（株）島津製作所製） を用いて測定した。測定位置はアルミ板（Ｃ）の開口部から１０ｍｍ離れた位置とした。
曝露前後、すなわち初期値と５００時間暴露後の反射率変化を求めた。反射率変化は、背面側封止用シート（Ｄ)から、受光側封止用シート（Ｂ)への紫外線吸収剤の拡散の程度を示す。つまり、反射率変化を紫外線吸収剤の拡散を評価した。評価結果を表１に示す。
［実施例６］
背面側封止用シート(Ｄ)用組成物として、エチレン系重合体（密度：９１０ｋｇ／ｍ３、ＭＦＲ：８ｇ/１０ｍｉｎ@１９０℃、２．１６ｋｇ加重)１００質量部に、２,５-ジメチル-２,５-ビス（ｔ-ブチルパーオキシ）ヘキサン ０．０３質量部と、ビニルトリエトキシシラン １．０質量部と、反応型紫外線吸収剤 ２-[２-ヒドロキシ-５-[２-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-２Ｈ-ベンゾトリアゾール ０．３質量部を配合して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、Ｔダイ付押出機にて、厚さ約６００μｍの背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を押出成形した。この背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を用いて、実施例５と同様の紫外線吸収剤の拡散の評価結果を表１に示す。
［比較例１］
紫外線吸収剤を、２-ヒドロキシ-４-オクチロイベンゾフェノンに代えた以外は、全て実施例１と同様に背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を作製した。この背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を用いて、実施例１と同様の紫外線吸収剤の拡散の評価結果を表１に示す。
［比較例２］
紫外線吸収剤を、２-（２-ヒドロキシ-５-ｔ-オクチルフェニル）-２Ｈ-ベンゾトリアゾールに代えた以外は、全て実施例１と同様に背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を作製した。この背面側封止用シート（Ｄ)用組成物のシート体を用いて、実施例１と同様の紫外線吸収剤の拡散の評価結果を表１に示す。
Figure 0006152099
表１に示される通り、反応型紫外線吸収剤を用いた実施例１〜６では、５００時間後の反射率維持率が９０％を上回っている。一方、通常の紫外線吸収剤を用いた比較例１及び２では、５００時間後の反射率が初期値を大きく下回り、反射率維持率が低い。
このことは、反応型紫外線吸収剤は、背面側封止用シート（Ｄ)にとどまり、受光側封止用シート（Ｂ)への拡散が抑制されていることを示している。一方で、通常の紫外線吸収剤は、時間と共に背面側封止用シート（Ｄ)から受光側封止用シート（Ｂ)へ拡散していることを示している。このように、本発明の太陽電池モジュールは、受光側封止用シート（Ｂ)の反射率維持率が高いため、出力（光電変換効率）の低下率が抑えられ、耐久性に優れることが予想される。
本発明に用いる背面側封止用シートは、紫外線吸収剤の拡散が小さい。すなわち、本発明に用いる背面側封止用シートにより、太陽電池モジュールが、長期にわたり高出力を維持することができる。したがって、この背面側封止用シートを用いて、耐久性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。
Ａ１,Ａ２ ガラス
Ｂ 受光側封止用シート
Ｃ アルミ板
Ｄ 背面側封止用シート

Claims (5)

  1. 表面保護シート／受光側封止用シート／太陽電池素子／背面側封止用シート／裏面保護シートを、この順に積層してなる太陽電池モジュールであって、
    前記受光側封止用シートの波長３００ｎｍの光の透過率が５０％以上であり、
    前記背面側封止用シートは、反応型紫外線吸収剤とエチレン・極性モノマー共重合体もしくはエチレン・α−オレフィン共重合体との反応物を含む、太陽電池モジュール。
  2. 前記反応型紫外線吸収剤は、不飽和結合を有する反応性官能基を含む、請求項１記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記反応型紫外線吸収剤は、アクリロイル基およびメタクリロイル基ならびにアリル基から選ばれる基を含む、請求項２記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記反応型紫外線吸収剤は、２−［２−ヒドロキシ−５−［２−（メタクリロイルオキシ）エチル］フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（４−アリルオキシ−２−ヒドロキシフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（４−アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、およびプロペン酸２−（４−ベンゾイル−３−ヒドロキシフェノキシ）エチルから選ばれる少なくとも一種である、請求項２記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記背面側封止用シートは、エチレン・極性モノマー共重合体もしくはエチレン・α−オレフィン共重合体と、前記エチレン・極性モノマー共重合体もしくは前記エチレン・α−オレフィン共重合体１００重量部に対して、０．０１〜０．５重量部の前記反応型紫外線吸収剤との反応物を含む、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
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